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Modelización de la dinámica del alzheimer

VolBrain clave en el análisis de la evolución de las estructuras cerebrales

Una investigación llevada a cabo por la Universitat Politècnica de València (UPV), la Universitat de València (UV), el Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia (CNRS, en sus siglas en francés) y la Universidad de Burdeos (UB), ha descrito los cambios que sufren determinadas estructuras cerebrales a lo largo de la vida, permitiendo estimar el momento en que se separan las trayectorias de los modelos patológico y no patológico.

 

La investigación, desarrollada José Vicente Manjón (UPV), Enrique Lanuza (UV), Pierrick Coupé (CNRS), y Gwenaelle Catheline (UB), y publicada en la revista Scientific Reports, ha mostrado una divergencia alrededor de los 40 años de edad en los volúmenes del hipocampo, la amígdala y los ventrículos laterales del modelo de alzhéimer, comparado con el modelo de envejecimiento normal.

 

En el caso del hipocampo y la amígdala, el volumen disminuye, mientras que en el caso de los ventrículos laterales, aumenta en el modelo patológico.

 

Divergencias: modelos y edades de detección

 

El hipocampo es la estructura cerebral que exhibe la divergencia más precoz entre el modelo cognitivamente normal y el modelo patológico, siendo detectable entre los 37 y los 39 años en función del deterioro cognitivo.

 

Por su parte, la amígdala es la parte que experimenta cambios más grandes en proporción a su tamaño en el momento de divergencia, producido entre los 40 y los 44 años. Esta desviación no es sorprendente, puesto que es la responsable de la degradación de la capacidad de procesamiento de la emoción y, probablemente, está también relacionada con los déficits olfativos, síntomas frecuentes en los pacientes con alzhéimer.

 

En cuanto al modelo de ventrículos laterales, la investigación pone de manifiesto que hay una divergencia temprana entre los 39 y los 42 años. Sin embargo, la ampliación de esta estructura durante el envejecimiento normal reduce la anomalía después de los 60 años. Por lo tanto, el uso de este biomarcador es difícil para los casos de inicio tardío de la dolencia, puesto que el agrandamiento de los ventrículos laterales se produce durante el envejecimiento normal.

 

Según Lanuza, investigador y profesor del Departamento de Biología Celular, Biología Funcional y Antropología Física de la UV, «estos resultados sugieren que las alteraciones neuropatológicas subyacentes al alzhéimer empiezan mucho antes de la aparición de los síntomas clínicos, y años antes del diagnóstico clínico».

 

Más de 4.000 resonancias magnéticas analizadas para crear los modelos

 

Este trabajo establece un marco de referencia que permite entender cuál es la dinámica de un cerebro sano y cuál la del cerebro afectado por alzhéimer. Para llegar a él, el equipo de investigación ha analizado más de 4.000 imágenes de resonancias magnéticas de cerebros sanos y enfermos correspondientes a sujetos con edades comprendidas entre los 9 meses y los 94 años de edad.

 

Para ello, hicieron uso de volBrain, una plataforma online gratuita desarrollada por el equipo de la UPV y el CNRS que permite un análisis automático, rápido y detallado, del volumen de diferentes estructuras del cerebro.

 

Durante el estudio, los investigadores evaluaron 2.944 resonancias de cerebros sanos, a partir de las cuales desarrollaron el modelo de la evolución normal de los volúmenes cerebrales a lo largo de la vida, y otras 1.400 de pacientes con alzhéimer de más de 55 años, con las que construyeron el modelo de los cerebros enfermos.

 

«A partir de la comparación de ambos modelos», señala Manjón, investigador del grupo IBIME del Instituto ITACA de la UPV, «el estudio permitió constatar cuándo se producen esas primeras alteraciones en el cerebro».

 

Diseño de nuevos fármacos en fase preclínica

 

Así mismo, el investigador de la UPV apunta que este trabajo podría ayudar, a su vez, al diseño de nuevos fármacos para ralentizar el progreso de la patología.

 

«El nuevo modelo propuesto», destaca, «nos da información sobre los cambios del cerebro de los 40 a los 55 años, es decir, en una fase muy temprana de la enfermedad y de la que apenas se tenía datos. Esto abre la puerta a estudiar el efecto de futuros fármacos en una fase preclínica, cuando la degradación del cerebro puede aún ser reversible».

 

Sobre volBrain

 

volBrain ofrece información sobre los volúmenes de los tejidos de la cavidad intracraneal (ICC), así como de algunas áreas macroscópicas como los hemisferios cerebrales, el cerebelo y el tronco cerebral. Además, proporciona también los volúmenes e índices de asimetría de las estructuras subcorticales, de gran importancia en el ámbito neurológico. Toda esta información resulta de especial relevancia para el avance de la investigación sobre patologías neurológicas.

 

Entre sus principales ventajas, volBrain destaca fundamentalmente por su facilidad de uso y velocidad de análisis, que lo diferencian de otros sistemas similares que existen en el mercado.

 

Actualmente, el sistema ha procesado más de 130.000 cerebros de todo el mundo, y analiza una media de 4.000 casos al mes.

 

Fuente: Área de Comunicación UPV